Die Funktionsweise von Brennstoffzellen (CC2tv Folge 353)
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- เผยแพร่เมื่อ 4 ส.ค. 2023
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Brennstoffzellen sind innovative Geräte, die saubere und effiziente Energie liefern. Sie basieren auf elektrochemischen Reaktionen und bestehen aus einer Anode, einer Kathode und einem Elektrolyten.
Die Funktionsweise beginnt mit der Zufuhr von Wasserstoff an die Anode und Sauerstoff an die Kathode. Der Wasserstoff spaltet sich in Protonen und Elektronen auf. Die Protonen wandern durch den Elektrolyten zur Kathode, während die Elektronen einen Stromkreislauf durchlaufen und dabei Elektrizität erzeugen.
An der Kathode reagieren Protonen, Elektronen und Sauerstoff zu Wasser, das einzige Nebenprodukt. Brennstoffzellen sind umweltfreundlich, da sie keine schädlichen Emissionen verursachen.
Brennstoffzellen finden vielfältige Anwendungen, darunter in Fahrzeugen für saubere Mobilität, in stationären Anlagen zur Energieerzeugung und sogar in tragbaren Geräten.
Diese Technologie bietet eine vielversprechende Lösung für eine nachhaltigere Zukunft und ist ein wichtiger Schritt in Richtung einer grünen Energieversorgung.
In diesem Video wird die prinzipielle Funktionsweise erklärt.
Suchbegriffe für Modelle:
1. Platindraht oder platinierter Draht (ø 0,5 mm)
2. KOSMOS 620745 Future Cell-Truck
3. Fischertechnik 559880 Profi H2 Fuel Cell Car - วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
Wieder mal eine Folge, die mein Interesse voll erfüllt hat. Danke!
Ich mag den alten Zottelbär
Ich mag ihn auch ☺️
Was ist hier
@@der_wahre_waldi das ist ein Herzchen
Wolfgang und Thomas machen Technik für jedermann verständlich. Super und weiter so 👍👍
Wie immer erstklassig!!!
Danke Wolfgang Rudolph für die simple Veranschaulichung. Es war wieder ein sehr interessanter Beitrag, danke.
sie sind ein toller lehrer
guten alte Zeiten.. wie Knoff Hoff in 80igern ;)
Schöne Folge.
Danke für das Video 👍🏻
Unter der Wasserstoffversprödung versteht man die Änderung der Sprödigkeit, die durch das Eindringen und die Einlagerung von Wasserstoff in ein Metallgitter verursacht wird. Diese Folge einer Korrosion ähnelt einer Materialermüdung - in der Folge kommt es zu wasserstoffbedingter Rissbildung, womit der Einsatz anfälliger Materialien begrenzt wird.
Schön, liege am Strand von Griechenland und schau mir Eure Sendung an!
Cool. Rente ab 55? Oder Urlaub?
4 Wochen mit dem Womo von München über Österreich, Ungarn, Serbien, Bulgarien, Griechenland, Albanien, Montenegro, Kroatien, Slowenien, Österreich - Heimat...
Gestern gab es in Kroatien, Slowenien und Kärnten Überschwemmungen, mal schauen wie es weitergeht.....
Dankeschön
Neue Brille? Steht Dir gut! 👍
Da billige Modell ist aber keine Brennstoffzelle sondern eine Batterie.
@@Deimudddddaseigsicht Es kommt auf das Wirkprinzip und nicht auf das woraus sie besteht an. In dem Fall ist das Salzwasser (es geht auch mit Zitronensaft, so funktionierten die Uhren) das Elektrolyt. Da kommt die Energie aus der Spannungsreihe der verschiedenen Metalle. Das hat nun mal gar nichts mit einer Brennstoffzelle zu tun.
Das ist das selbe als wenn du in eine Zitrone einen Eisen und einen Kupfernagel stecken würdest. Da kannst du eine Spannung abgreifen. Dadurch wird das aber noch lange keine Brennstoffzelle.
👍
Es gibt doch auch Gas Betriebene Autos, kann man den Wasserstoff nicht genauso im Zylinder Verbrennen?
Ja eh, aber unser lieber Wolfgang ist ein Funkenschuster. Der hats nicht so mit dem schnöden Verbrennen...
Strom erzeugt Wasserstoff, Wasserstoff erzeugt Strom. Das wäre ein perpetuum mobile, aber leider gibt es sehr große Umwandlungsverluste.
Grüner oder blauer Wasserstoff ist ein Begriffserfindung für Bekloppte
Absolut richtig, aber sehr viele Menschen haben davon keine Ahnung und meinen es ist dass Nonplusultra.
Die Umwandlungsverluste beim Auto liegen zwischen 60 und 80%, bei der Brennstoffzelle zwischen 30 und 60%. Fragen?
@@obiwanduglobi6359 Wenn ich ganz vereinfacht jeweils mit 50 % rechne, gibt das durch die Hintereinanderschaltung 0,5 * 0,5; da blieben dann 25 % übrig. 🤨
@@joergfoerster8043 Es bleibt Ihr Geheimnis, was Sie mir damit sagen wollen.
Da haste was falsch verstanden. Strom erzeugt Wasserstoff und mit Wasserstoff kann man Strom erzeugen. Verluste sind natürlich dabei, hat ja auch keiner abgestritten.
Das habe ich vor 50 Jahren schon mit normalen Kupferdrähten gemacht...
Der erste Teil, die Elektrolyse, geht auch mit Kupfer- oder anderen Drähten. Das habe ich auch gemacht, und die dabei entstehenden Gase aufgefangen. Der zweite Teil jedoch, Stromerzeugung durch umgekehrte Elektrolyse an einer Wasserstoff- und einer Sauerstoffelektrode, funktioniert nur in Anwesenheit eines geeigneten Katalysators wie Platin. Stromerzeugung durch verschiedene Metall-Elektroden in einer Elektrolytlösung geht auch, doch das wäre eine Zelle, aber eben keine Brennstoffzelle.
Wasserstoff Autos sind auch Elektroautos nur komplizierter und ineffektiver. Und damit teurer.
Wasserstoff muss ja wohl unter hohem Druck im Tank, oder sollte ich sagen, in einer Gasflasche, aufbewahrt werden. Das ist ja schon rein physikalisch eine Gefahr. Ist natürlich beherrschbar, sagen die Experten. Metallhydridspeicher erscheinen sicherer, haben aber auch Nachteile.
@@joergfoerster8043 Das eigentliche Problem ist die ineffizienz des gesamtsystems. Auch wenn einzelne Aspekte wie z.B. die Hydeolyse da fortschritte machen ändert das nichts am gesmten energieaufwnd von der Quelle bis in den Tank.
@@JPRuehmann Das ist richtig. Allerdings muss man auch das Gewicht von Akkus, deren begrenzte Kapazität, Haltbarkeit und Ladezeit berücksichtigen, so dass einige Anwendungen sinnvoll nur mit Brennstoffzelle möglich sein werden (Baumaschinen, wahrscheinlich auch Langstrecken-LKWs usw), wenn man von Verbrennern weg will und gegenüber diesen sind die Brennstoffzellen deutlich überlegen, wenn man die gesamte Kette berücksichtigt.
@@franky855 Als ob das bei Verbrennern oder Wasserstoff Fahrzeugen anders währe.
Auch deswegen ist es dummes Zeug immer größere Akus zu verlangen wenn mann doch nur zum Briefkasten fährt. Wenn ich 50Km am Tag Fahre brauche ich auch nur einen Akku für 50Km und nicht für 1000.
@@JPRuehmann Ich schrieb von LKWs, Baumaschinen usw.
Reichweite bei Verbrennern kostet faktisch nichts, da sie nur von der Größe des Tanks abhängt. Dieser kostet praktisch nichts (ca. 200 Euro, relativ unabhängig von der Größe). Mehr Reichweite ist bei Verbrennern somit weder ein Gewichts- noch ein Kostenproblem und hängt nur vom verfügbaren Platz für einen Tank im Verbrenner ab. Im Gegensatz zu Autos mit Akkus hängt die Reichweite bei Wasserstoffantrieben auch nur von der Größe des Tanks ab und die dort eher erhöht werden kann als der "Inhalt einer Batterie".
Super Sendung!
Anzumerken wäre noch: Es mag zwar sein, dass Elektroautos weniger oft brennen, jedoch wenn sie einmal brennen sind sie schwer zu löschen bzw fangen sie oft wieder an zu brennen. Dieser Punkt wird leider oft verschwiegen. Wir haben bei der Feuerwehr eigene Wassercontainer in denen die Elektroautos nach einem Brand bis zur Abholung untergebracht werden.
So ist das! Lithium zu löschen, es geht nicht. Die Zellen produzieren eigen Sauerstoff und Brennmaterial gibt's genug. Zudem das Auto steht immer noch unter Spannung und es ist nicht wenig. Also hoch gefährlich! Elektro Auto: nein danke. E Fahrrad reicht (vielleicht noch Roller).
Ich selber würde da noch warten bis die aktuellen Fahrzeuge bei Besitzern sind die sich nicht mehr gut drum kümmern um mich festzulegen was nun häufiger brennen könnte.
Ja aktuell ist es so dass sie seltener brennen. Ich konnte aber keine Auskunft finden wo das Alter von Fahrzeugen mit Bränden in Verbindung gebracht wird. Wie alt sind die Fahrzeuge? Ein Problem neuerer oder älterer Fahrzeuge?
Schwer zu löschen sind Ölplattformen auch
@@e-lab7753 naja das sind Lithium Minen Brände genauso
@@tommyvercetti139 an und für sich ist es vorstellbar, dass ein Lithium-Minenbrand nicht einfach so mit Wasser gelöscht werden kann. Leider konnte ich keine Schilderung eines solchen Vorfalls finden.
Brennende Bohrinseln findet man sofort (z. B. Deep Water Horizon) oder unlöschbare Gasbrände (z. B. der Krater von Derweze)
Seit diesem Jahr werden in China die ersten Autos mit Natrium-Akkus angeboten, weshalb Probleme mit dem Lithiumabbau vielleicht immer unwichtiger für die Elektroautoproduktion werden könnten.
Das in der Statistik die Elektrosach weniger brennen liegt wohl daran , weil es sehr weniger Stückzahl gibt, wie Verbrenner. Der Verbrenner wenn er brennt, kann notfalls eventuell mit Sand oder andere Mittel gelöscht werden. Ein Eletrofahrzeug kann gar nicht gelöscht werden, bestenfalls nur gekühlt. Auch die Entsorgung der Gifte ist sehr problematisch und vor allem teuer. Richtig, die Kosten werden von der KFZ Haftpflicht übernommen und somit wird mein Rabatsystem der Schadenfreude Jahre belastet.
"Das(S) in der Statistik die Elektrosach(?) weniger brennen(,) liegt wohl daran , weil es sehr weniger Stückzahl gibt(dass die Stückzahl geringer ist),(kein komma) wie(als die der) Verbrenner."
Nein. Diese Aussage ist falsch. Stückzahlbereinigt zeigt sich deutlich, dass E-Autos wesentlich seltener brennen, als andere Fahrzeuge.
@@RocketBerlin von mir aus glaube du daran, ich glaube nur einer Ststistik die ich erstellt habe.
@@RocketBerlin Mag sein nur ist die Nachbehandlung eines verbrannten e Autos ungemein aufwendig und teuer. Auch sind noch lange nicht alle Feuerwehren mit den sog. Lanzen ausgestattet. Ich habe auch so meine Zweifel an dieser Statistik da in diesem kurzen Zeitraum so eine Aussage sagen wir mal ungenau sein muss. Wie lange gibt es jetzt Verbrenner und wie lange e Autos in nennenswerten Stückzahlen. Reden wir in 10 Jahren noch mal darüber.
Hmmm, und wieso sind E- sowie Hybridfahrzeuge dann auf norwegischen Autofähren verboten? - Wer's nicht glaubt, darf gerne googeln!
Macht mal ne Folge über Tuxedo OS
Verbrenner brennen mehr im Betrieb also Kraftstoffleitung undicht,Motorplatzer, … und dann geht‘s auf ein Heises Teil und schon brennt es. Natürlich kann es auch im Stand dazukommen Batterie ist ja auch vorhanden.
Brennstoffzellen gibt's ja nun schon ziemlich lange, sodaß man bezweifeln könnte, daß da, durch Forschung und Weiterentwicklung, noch allzuviel rauszuholen ist.
Wie viel ist denn noch an Verbrenner Motoren in den letzten 50 Jahren mit ungleich mehr finanziellen Mitteln passiert?
@@KarloKwass Benzinverbrauchsmäßig, eher nicht so viel.
Vom Wirkungsgrad her sind ja beide Techniken unaufholbar weit vom batterieelektrischen Elektroauto entfernt.
@@G0bus im Grunde ja, wenn man aber nun schon Wasserstoff vorliegen hat, aus Überschuss von EE, dann kann man ihn ja auch so verbrauchen.
@@KarloKwass das ist schon richtig. Aber in der Stahlproduktion und anderen Prozessen mit großem Bedarf wie z. B. dem Flugverkehr wird ebenfalls viel grüner Sauerstoff gebraucht. Bevor wir Autos damit antreiben müssen, weil wir nicht wissen wohin mit dem Zeug, wird es noch viele Jahrzehnte dauern schätze ich.
Brennstoffzellen sind ein alter Hut. Viel interessanter sind Forschungen zu Zellmembranspannungen und anderen Geheimnissen die es dem Wasser noch zu entlocken gibt. Der Traum wäre doch eine Batterie die nur mit Wasser nach dem Vorbild des menschlichen Körpers aus Zellmembranen und Wasser Spannung erzeugt. Wer sich für sowas interessiert empfehle ich das Buch von Gerald. H. Pollack "Wasser viel mehr als H2O".
Ob E-Autos öfter brennen, oder ebend nicht, ist nicht der entscheidende Punkt. E-Autos sind, ähnlich wie Solarstromanlagen, unlöschbar. Jedenfalls zum derzeitigen Kenntnisstand meinerseits. Grüsse an Sie beide.
Das Problem bei den Elektroauto Bränden ist, das dies unkalkulierbar passiert und es darum so gefährlich macht. Es hat sich noch kein Auto mit Verbrennungsmotor selbstständig ohne Einwirkung nach Tagen entzündet. Sobald es sich abgekühlt hat, kann nichts mehr passieren. Anders beim Elektroauto. Das kann sich jederzeit selbst entzünden und tut es auch. An dem Punkt muss dringend gearbeitet werden.
Gibt genug Kabel und Massebrände die das Gegenteil beweisen.
Es gibt ja auch genug Berichte über Handy-Akku-Brände.
Endlich sagt es mal jemand, das Elektroautos weniger häufig brennen als andere Autos, ich verstehe die Panikmache der Medien nicht warum man auf dem Weg Angst bei den Menschen schaffen möchte. Ein sehr schönes Video, das war sehr informativ und besonders gut das mal jemand mit dem Mythos Elektroautos brennen häufiger aufgeräumt hat. 👍
Genau deshalb dürfen oft keine E-Autos in Tiefgaragen unter Wohnhäuser.
@@der_wahre_waldi Aber Verbrenner die häufiger brennen schon, da verstehe mal eine die Deutschen.
Wasserstoff direkt in den Ottomotor. Warum den Weg über die teure Elektrifizierung. Das erscheint mir unlogisch.
Weil das super inefizient ist.
Unter der Wasserstoffversprödung versteht man die Änderung der Sprödigkeit, die durch das Eindringen und die Einlagerung von Wasserstoff in ein Metallgitter verursacht wird. Diese Folge einer Korrosion ähnelt einer Materialermüdung - in der Folge kommt es zu wasserstoffbedingter Rissbildung, womit der Einsatz anfälliger Materialien begrenzt wird.
@@sergejs.5282 Das wäre ein schwerer Nachteil wenn die Dimension groß genug ist. Aber ist dann nicht auch die Brennstoffzelle betroffen? Plastik u. Gummi z.B. verträgt kein Sonnenlicht. Wird trotzdem verwendet...
Gab es schon vor Jahrzehnten. Ist sehr ineffizient. Höher Verbrauch sehr geringe Reichweiten. Jedes EAuto ist da inzwischen deutlich besser.
@@Pulsar2000 Die gleichen "Argumente" die ein Jahrhundert serienreife E-Autos verhindert haben. "super ineffizient". "sehr ineffizient". Das sind Worte von Verkäufern.
Määäp, definitiv falsch!
Elektroautos brennen definitiv häufiger, wenn es um die Eigenentzündlichkeit geht. Ein sprit-betriebenes Auto entzündet sich so gut wie gar nicht, wenn es in der Garage steht. Hier werden Äpfel mit Birnen verglichen. Bitte einmal die Tatsachen auf den Tisch - Entzündungen eMobile vs. sprit-Mobile in Parkbuchten/Garagen/Parkhäusern! Es mag sein, daß Elektomobile auf den Autobahnen nicht so häufig brennen, aber daß spielt in der Statistik keine Rolle.
Die heftigen Hausbrände, Bootsbrände (aktuelles Beispiel), Garagenbrände etc. sind mehr als Beweis genug.
Dann versucht doch bitte einmal ein eMobil zu löschen - viel Spaß damit! Nicht nur, daß sämtliche Löschmittel versagen, man darf gerne noch einen Spezialkontainer herbeischaffen, um das eDinnengens zu versenken.
Gratulation an diese Reportage! Ich mochte bisher Eure Reportagen, aber dieser Quark geht mir echt zu weit.
Was du sagst entspricht nicht den Tatsachen. Fakt: Von 100.000 Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor brannten 1.530 Fahrzeuge. Bei Elektroautos sind es nur 25 von 100.000 Fahrzeuge. Quelle: Studie der AutoinsuranceEZ 2021.
Aktuelleren Daten aus Schweden vom Jahr 2022 bestätigen dies. Aus denen geht hervor, dass Fahrzeuge mit Verbrennermotor eine 19-mal höhere Brandhäufigkeit aufweisen als E-Fahrzeuge. Dort gerieten rund 3.400 Autos in Brand. Davon waren 23 Fahrzeuge mit Elektro- oder Hybridantrieb. Das entspricht 0,004 Prozent aller E-Fahrzeuge auf Schwedens Straßen. Dem gegenüber steht eine Brandhäufigkeit für Verbrenner von etwa 0,08 Prozent.
Endlich erklärt es mal jemand richtig 👍. Bei Unfällen ist das was anderes, habe noch nie gehört, dass ein Verbrenner einfach so in der Garage anfängt zu brennen. Übrigens, laut Literatur, kann reiner Wasserstoff nicht brennen.
Aber nur, wenn Akkus verwendet werden und dann auch abhängig davon, welche (Lithium-Inonen-Akkus sind ja deutlich gefährlicher als andere Typen). Wasserstoffautos haben zwar auch Akkus, aber nur kleine, wie z. B. Hybrid-Autos. Je kleiner der Akku, desto kleiner die Gefahr. Somit sind Brennstoffzellenautos anders zu betrachten. Elektroautos sind nicht gleich Elektroautos. Denn der Begriff bezeichnet ja zunächst nur den Antrieb, also den Elektromotor. Der wiederum brennt ja nun so gut wie nie. Nur die Speicherung der Energie in Form von Strom ist das Risiko, das bei Wasserstoff ganz anders als bei Akku ist. Mit Festkörperakkus und weiteren Entwicklungen wird die Brandgefahr deutlich sinken.
Mit Einführung der Verbrenner ist die Brandgefahr auch extrem gegenüber Pferdekutschen gestiegen. Verbrenner würden heutzutage niemals mehr erlaubt werden, würden sie jetzt erst erfunden werden. Man denke nur an die hochexplosiven Tankstellen und den Transport der gefährlichen Stoffe.
Habeck /Baerbock gehen davon aus, das wenn man ein Stück Stoff in Wasser einlegt Wasserstoff erhält.😆